Potaš - Potash

Polykrystalický potaš, s americkým centem za referenci. (Mince má průměr 19 mm (0,75 palce) a měděnou barvu.)

Potaš ( / p ɒ t æ ʃ / ) zahrnuje různé těžené a vyrábějí soli , které obsahují draslík, ve ve vodě rozpustné formě. Název pochází z květináče , který označuje rostlinný popel nebo dřevěný popel namočený ve vodě v květináči, což byl primární způsob výroby výrobku před průmyslovou érou . Slovo „draslík“ je odvozeno od „potaše“.

Potaš se celosvětově vyrábí v množství přesahujícím 90 milionů tun (40 milionů tun ekvivalentu K 2 O ) ročně, většinou pro použití v hnojivech . Různé druhy hnojiva-potaše představují jediné největší průmyslové využití prvku draslíku na světě. Draslík byl poprvé získán v roce 1807 elektrolýzou louhu draselného ( hydroxid draselný ).

Terminologie

Potaš označuje sloučeniny draslíku a materiály obsahující draslík, nejčastěji uhličitan draselný. Slovo „potaš“ pochází ze středního nizozemskéhopotaschen “, označujícího „hrnec popel“ v roce 1477. Starý způsob výroby uhličitanu draselného ( K
2
CO
3
) bylo sbíráním nebo produkcí dřevěného popela (obsazení popelnicových hořáků ), vyluhováním popela a následným odpařením výsledného roztoku ve velkých železných nádobách, které zanechaly bílý zbytek označovaný jako „hrncový popel“. Přibližně 10% hmotnostních běžného dřevěného popela lze získat zpět jako potaš. Později se „potaš“ začal široce uplatňovat na přirozeně se vyskytující draselné soli a komerční produkt z nich odvozený, i když název (kde byl použit) s největší pravděpodobností odvozen od aniontu kyseliny, který nahradil karbonátový zbytek , což je běžné ekvivokativní použití. „potaše“ pro „draslík“.

Následující tabulka uvádí řadu sloučenin draslíku, které mají ve svých tradičních názvech „potaš“:

Běžné jméno Chemický název (vzorec)
Potašové hnojivo c.1942 uhličitan draselný (K 2 CO 3 ); c.1950 kterýkoliv jeden nebo více z chloridu draselného (KCI), síranu draselného (K 2 SO 4 ) nebo dusičnan draselný (KNO 3 ). Má to obsahovat oxid draselný (K 2 O), které rostliny nezabírají. Nicméně, množství draslíku je často označena jako K 2 O ekvivalentu (to je, kolik by bylo, kdyby v K 2 O formě), aby bylo možné porovnat jablka s jablky mezi různými hnojiv s použitím různých typů potaše.
Žíravý potaš nebo potašový louh hydroxid draselný (KOH)
Uhličitan draselný, soli zubního kamene nebo perlový popel uhličitan draselný (K 2 CO 3 )
Chloristan potaše chlorečnan draselný (KClO 3 )
Muriate of potash (MOP) chlorid draselný (KCl: NaCl = 95: 5 nebo vyšší)
Dusičnan draselný nebo ledek dusičnan draselný (KNO 3 )
Síran draselný (SOP) síran draselný (K 2 SO 4 )
Manganistan draselný manganistan draselný (KMnO 4 )

Výroba

Všechna komerční ložiska potaše pocházejí původně z výparů a jsou často pohřbena hluboko pod zemským povrchem. Potašové rudy jsou typicky bohaté na chlorid draselný (KCl), chlorid sodný (NaCl) a další soli a jíly a obvykle se získávají konvenční šachtovou těžbou s vytěženou rudou rozemletou na prášek. Mezi další metody patří způsoby rozpouštění a odpařování ze solanky.

Při odpařovací metodě se horká voda vstřikuje do potaše, který se rozpustí, a poté se čerpá na povrch, kde se koncentruje odpařováním vyvolaným slunečním zářením. Aminová činidla se poté přidají buď k vytěženým nebo odpařeným roztokům. Amin potahuje KCl, ale ne NaCl. Vzduchové bubliny ulpívají na aminu + KCl a vznášejí se na povrch, zatímco NaCl a jíl klesají ke dnu. Povrch se odstředí na amin + KCl, který se poté vysuší a zabalí pro použití jako hnojivo bohaté na K - KCl se snadno rozpouští ve vodě a je rychle k dispozici pro výživu rostlin .

Vklady potaše lze nalézt po celém světě. V současné době se těží ložiska v Kanadě, Rusku, Číně, Bělorusku, Izraeli, Německu, Chile, USA, Jordánsku, Španělsku, Velké Británii, Uzbekistánu a Brazílii, přičemž nejvýznamnější ložiska jsou v kanadském Saskatchewanu .

Pracovní rizika

Nadměrné respirační onemocnění je pro horníky potaše v celé historii problémem kvůli nebezpečím pro životní prostředí, jako je radon a azbest . Těžaři potaše jsou náchylní k rozvoji silikózy . Na základě studie provedené v letech 1977 až 1987, kardiovaskulárních chorob mezi pracovníky potaše, byla celková úmrtnost nízká, ale byl zdokumentován znatelný rozdíl u nadzemních pracovníků.

Historie výroby

První americký patent byl vydán za účelem zlepšení „výroby hrncového popela a perlového popela novým zařízením a postupem“; podepsal ji tehdejší prezident George Washington .
Krytý násypný vůz v kanadském vlaku pro přepravu potaše po železnici.

Potaš (zejména uhličitan draselný) se již od doby bronzové používá k bělení textilií, výrobě skla , keramiky a výroby mýdla . Potaš byl získáván především vyluhováním popela suchozemských a mořských rostlin.

Počátkem 14. století se v Etiopii těžila potaš . Jedno z největších ložisek na světě, 140 až 150 milionů tun, se nachází v oblasti Dallol v oblasti Afar .

Potaš byl jednou z nejdůležitějších průmyslových chemikálií. Byl rafinován z popela listnatých stromů a vyráběl se především v zalesněných oblastech Evropy, Ruska a Severní Ameriky . Ačkoli metody pro výrobu umělých alkálií byly vynalezeny na konci osmnáctého století, tyto se staly ekonomickými až koncem devatenáctého století, a tak zůstala závislost na organických zdrojích potaše.

Potash se stal důležitým mezinárodním obchodním zbožím v Evropě přinejmenším od počátku čtrnáctého století. Odhaduje se, že evropský dovoz potaše vyžadoval od počátku sedmnáctého století 6 nebo více milionů metrů krychlových každý rok.

Mezi lety 1420 a 1620 byly primárními exportními městy pro potaš ze dřeva Danzig, Königsberg a Riga. Od 40. let 16. století geopolitická narušení znamenala, že se centra exportu přesunula z Baltu do ruského archanděla. V roce 1700 byl ruský popel dominantní, ačkoli Danzig zůstal pozoruhodný kvalitou svého potaše. Na konci patnáctého století byl Londýn hlavním dovozcem díky své pozici centra výroby měkkého mýdla, zatímco Nizozemci v šestnáctém století dominovali jako dodavatelé a spotřebitelé.

První americký patent jakéhokoli druhu byl vydán v roce 1790 Samuelovi Hopkinsovi za vylepšení „ve výrobě Pot Ash a Pearl Ash novým zařízením a postupem“. Perlový popel byl čistší kvality vyrobené kalcinací potaše v dozvukové peci nebo peci. Potašové jámy se kdysi používaly v Anglii k výrobě potaše, který se používal při výrobě mýdla pro přípravu vlny pro výrobu příze.

V osmnáctém století se do Británie stále více dovážel kvalitnější americký potaš. Na konci 18. a na počátku 19. století produkce potaše poskytovala osadníkům v Severní Americe způsob, jak získat tolik potřebnou hotovost a úvěr, když vyčistili zalesněnou půdu pro plodiny. K plnému využití své půdy potřebovali osadníci zlikvidovat přebytečné dřevo. Nejsnadnějším způsobem, jak toho dosáhnout, bylo spálit jakékoli dřevo, které není potřeba na palivo nebo stavbu. Popel ze stromů z tvrdého dřeva by pak mohl být použit k výrobě louhu , který by se dal použít buď k výrobě mýdla, nebo se povařil a vytvořil cenný potaš. Tvrdé dřevo by mohlo generovat popel rychlostí 60 až 100 bušlů na akr (500 až 900 m³/km 2 ). V roce 1790 mohl být popel prodán za 3,25 až 6,25 $ za akr (800 až 1 500 $/km 2 ) ve venkovském státě New York - téměř stejná sazba jako najímání dělníka na vyklizení stejné oblasti. Výroba potaše se stala hlavním průmyslem v britské Severní Americe. Nejdůležitějším trhem byla vždy Velká Británie. Americký průmysl potaše následoval lesnickou sekeru po celé zemi. Asi po roce 1820 nahradil New York jako nejdůležitější zdroj New England; do roku 1840 bylo centrum v Ohiu. Výroba potaše byla vždy vedlejším průmyslovým odvětvím, které vyplývalo z potřeby vyčistit půdu pro zemědělství .

Na Orknejských ostrovech již v roce 1719 po staletí poskytoval řasový popel potaš a soda , „látky dychtivě vyhledávané tehdejším sklářským a mýdlovým průmyslem“.

Od roku 1767 se potaš z dřevěného popela vyvážel z Kanady. V roce 1811 pocházelo 70% z celkových 19,6 milionů liber dovozu potaše do Británie z Kanady. Vývoz potaše a perlového popelu dosáhl v roce 1865 43 958 barelů. V roce 1871 bylo v provozu 519 popelnic . Průmysl upadal na konci 19. století, kdy byla v Německu založena velkovýroba potaše z minerálních solí . V roce 1943 byl potaš objeven v kanadském Saskatchewanu při těžbě ropy. Aktivní průzkum byl zahájen v roce 1951. V roce 1958 se společnost Potash Company of America stala prvním producentem potaše v Kanadě uvedením do provozu podzemního dolu na potaš u jezera Patience ; vzhledem k prosakování vody v šachtě se však výroba zastavila pozdě v roce 1959, ale po rozsáhlých injektážích a opravách byla obnovena v roce 1965. Podzemní důl byl v roce 1987 zaplaven a v roce 1989 byl reaktivován pro komerční produkci jako řešení.

Pohlednice závodu Kalium Chemicals v Belle Plaine na Saskatchewanu

V roce 1964 kanadská společnost známá jako Kalium Chemicals založila první potašový důl, který využil výhody procesu řešení. K objevu došlo během průzkumu ropných rezerv. Důl byl vyvinut poblíž Reginy na Saskatchewanu. Důl dosáhl hloubky větší než 1500 metrů. Mozaika, Belle Plaine později odešla, aby zahájila provoz dolu.

Rybníky na odpaření potaše v dole Intrepid Potash poblíž Moabu v Utahu

Většina světových zásob draslíku (K) byla uložena jako mořská voda ve starověkých vnitrozemských oceánech . Poté, co se voda odpařila, krystalické soli krystalizovaly do lůžek potašové rudy. Toto jsou místa, kde se dnes těží potaš. Vklady jsou přirozeně se vyskytující směsí chloridu draselného (KCl) a chloridu sodného (NaCl), běžněji známého jako kuchyňská sůl . Postupem času, jak se měnil povrch Země, byla tato ložiska pokryta tisíci stopami Země.

Většina dnešních dolů na potaš jsou hlubinné šachty až do 1400 metrů pod zemí. Ostatní jsou těženy jako pásové doly, které byly uloženy v horizontálních vrstvách jako sedimentární hornina . V nadzemních zpracovatelských závodech se KCl odděluje od směsi za vzniku vysoce analytického draselného hnojiva. Další draselné soli lze oddělit různými postupy, což vede k síranu draselnému a síranu draselno-hořečnatému.

Dnes jsou některá z největších světových známých ložisek potaše rozšířena po celém světě od Saskatchewanu , Kanady, Brazílie , Běloruska , Německa a Permské pánve . Ložisko Permské pánve zahrnuje hlavní doly mimo Carlsbad v Novém Mexiku až po nejčistší potašové ložisko na světě v Lea County v Novém Mexiku (nedaleko karlovarských ložisek), o kterém se věří, že je zhruba 80% čisté. ( Osceola County, Michigan má ložiska čistá 90+%; jediný tamní důl byl však přeměněn na výrobu soli.) Největším producentem je Kanada, za ní následuje Rusko a Bělorusko. Nejvýznamnější rezerva potaše Kanady se nachází v provincii Saskatchewan a těží ji společnost The Mosaic Company , Nutrien a K+S .

V Číně je většina ložisek potaše soustředěna v pouštích a solných pláních endorických pánví západních provincií, zejména Qinghai . Geologické expedice objevil rezervy v roce 1950, ale komerční využití zpožděnými až Deng Xiaoping je reformy a otevírání politiky v roce 1980. Otevření továrny na hnojiva Qinghai Potash v roce 1989 ve vzdálené Qarhan Playa šestkrát zvýšilo čínskou produkci chloridu draselného z méně než 40 000 t (39 000 dlouhých tun; 44 000 čistých tun) ročně v Haixi a Tanggu na necelých 240 000 t (240 000 dlouhých) tun; 260 000 čistých tun) ročně.

Na počátku 20. století byla ložiska potaše nalezena v dallolské depresi v lokalitách Musely a Crescent poblíž etiopsko- eritrejských hranic. Odhadované rezervy jsou 173 respektive 12 milionů tun pro Musely a Crescent. Ten je zvláště vhodný pro povrchovou těžbu; byla prozkoumána v 60. letech 20. století, ale práce se zastavily kvůli povodni v roce 1967. Pokusy pokračovat v těžbě v 90. letech 20. století zastavila eritrejsko -etiopská válka a od roku 2009 se neobnovily.

Získávání solí draselných hnojiv z mořské vody bylo studováno v Indii . Během extrakce soli z mořské vody odpařováním se draselné soli koncentrují v hořkosti , což je odpad ze solného průmyslu.

V roce 2013 byla téměř 70% produkce potaše kontrolována exportní a marketingovou firmou Canpotex a běloruskou společností Potash . Ten byl společným podnikem mezi Belaruskali a Uralkali , ale 30. července 2013 Uralkali oznámil, že podnik ukončil.

Spotřeba

Produkce potaše a rezerv v některých současných dolech (<2% celosvětových zásob)
(oba v ekvivalentu) (2017, v milionech tun)
Země Výroba Rezervy
Kanada 12,0 (28,57%) 1000 (25,64%)
Rusko 7,2 (17,14%) 500 (12,82%)
Bělorusko 6,4 (15,24%) 750 (19,23%)
Čína 6,2 (14,76%) 360 (9,23%)
Německo 2,9 (6,90%) 150 (3,85%)
Izrael 2,2 (5,24%) 270 (6,92%)
Jordán 1,3 (3,10%) 270 (6,92%)
Chile 1,2 (2,86%) 150 (3,85%)
Španělsko 0,7 (1,67%) 44 (1,13%)
Spojené státy 0,5 (1,19%) 210 (5,38%)
Spojené království 0,5 (1,19%) 40 (1,03%)
Brazílie 0,3 (0,71%) 24 (0,62%)
Ostatní země 0,5 (1,19%) 90 (2,31%)
Svět celkem 42,0 (100,00%) 3900 (100,00%)

Hnojiva

Draslík je po dusíku a fosforu třetí hlavní živinou pro rostliny a plodiny . Od starověku se používá jako půdní hnojivo (asi 90% současného používání). Elementární draslík se v přírodě nevyskytuje, protože prudce reaguje s vodou. Jako součást různých sloučenin tvoří draslík asi 2,6% zemské kůry podle hmotnosti a je sedmým nejhojnějším prvkem, podobným v množství sodíku přibližně na 1,8% kůry. Potaš je pro zemědělství důležitý, protože zlepšuje zadržování vody, výnos, výživnou hodnotu, chuť, barvu, strukturu a odolnost potravinářských plodin vůči chorobám. Má široké uplatnění na ovoce a zeleninu, rýži, pšenici a jiná zrna, cukr, kukuřici, sóju, palmový olej a bavlnu, z nichž všechny těží z vlastností zlepšujících kvalitu živiny.

Poptávka po potravin a krmiv je na vzestupu od roku 2000. Americké ministerstvo zemědělství je hospodářské Research Service (ERS) připisuje trend směrem k průměrným ročním nárůstu populací 75 milionů lidí po celém světě. Geograficky hospodářský růst v Asii a Latinské Americe výrazně přispěl ke zvýšenému používání hnojiva na bázi potaše. Rostoucí příjmy v rozvojových zemích byly také faktorem rostoucího používání potaše a hnojiv. S více penězi v rozpočtu domácnosti spotřebitelé přidali do své stravy více masa a mléčných výrobků. Tento posun ve stravovacích návycích vyžadoval vysazení více akrů, aplikaci více hnojiv a krmení více zvířat - to vše vyžadovalo více potaše.

Po letech trendů vzestupu se používání hnojiv v roce 2008 zpomalilo. Celosvětový hospodářský útlum je hlavním důvodem klesajícího používání hnojiv, snižování cen a zvyšování zásob.

Největšími světovými spotřebiteli potaše jsou Čína, Spojené státy, Brazílie a Indie. Brazílie dováží 90% potaše, který potřebuje. Očekává se, že spotřeba potaše pro hnojiva se do roku 2022 zvýší na přibližně 37,8 milionu tun.

Dovoz a vývoz potaše se často uvádí v ekvivalentu K 2 O , ačkoli hnojivo samo o sobě nikdy neobsahuje oxid draselný, protože oxid draselný je žíravý a hygroskopický .

Ceny

Na začátku roku 2008 zahájily ceny potaše meteorologické stoupání z necelých 200 USD za tunu na maximum 875 USD v únoru 2009. Ty následně dramaticky klesly na dubnové minimum roku 310 USD, než se vzpamatovaly v letech 2011–12, a v roce 2013 opět relapsují. Ceny v listopadu 2011 byly zhruba 470 USD za tunu, ale v květnu 2013 byly stabilní na 393 USD. Po překvapivém rozpadu největšího potašového kartelu na světě na konci července 2013 byly ceny potaše připraveny na pokles přibližně o 20 procent. Na konci prosince 2015 se potaš obchodoval za 295 USD za tunu. V dubnu 2016 byla jeho cena 269 USD. V květnu 2017 se ceny stabilizovaly na přibližně 216 USD za tunu, což je o 18% méně než v předchozím roce. V lednu 2018 se ceny zotavily na přibližně 225 USD za tunu. Světová poptávka po potaše bývá cenově neelastická v krátkodobém i dlouhodobém horizontu.

Jiné použití

Kromě jeho použití jako hnojiva je chlorid draselný důležitý v mnoha průmyslových ekonomikách, kde se používá při recyklaci hliníku , v průmyslu chloralkálií k výrobě hydroxidu draselného, ​​při galvanickém pokovování kovů , kapalině pro vrtání ropných vrtů , tání sněhu a ledu, tepelné zpracování oceli, v medicíně jako léčba hypokalémie a změkčení vody . Hydroxid draselný se používá k průmyslové úpravě vody a je předchůdcem uhličitanu draselného, ​​několika forem fosforečnanu draselného, ​​mnoha dalších draselných chemikálií a výroby mýdla. Uhličitan draselný se používá k výrobě doplňků krmiv pro zvířata , cementu , hasicích přístrojů , potravinářských výrobků, fotografických chemikálií a textilu. Používá se také při vaření piva , farmaceutických přípravků a jako katalyzátor při výrobě syntetického kaučuku . Také v kombinaci s křemičitým pískem za vzniku křemičitanu draselného , někdy známého jako vodní sklo , pro použití v barvách a elektrodách pro obloukové svařování . Tato použití bez hnojiv představovala asi 15% roční spotřeby potaše ve Spojených státech.

Náhradníci

Neexistují žádné náhražky draslíku jako základní rostlinné živiny a jako základního výživového požadavku pro zvířata a lidi. Hnůj a glaukonit (zelený písek) jsou zdroje s nízkým obsahem draslíku, které lze výhodně přepravovat pouze na krátké vzdálenosti na pole plodin.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy